книги из ГПНТБ / Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов

Т а б л и ц а

18

Параметры верхних колец

матрицы для испытания

образцов

с

большой

относительной

толщиной

Индекс кольца

Диаметр кольца

Высота конуса

Диаметр

образца

матрицы

кольца liv, мм

верхний

Ш1ЖШ1П

£>„,

мм

(см. рис. 47, б)

О в . мм

~

Ок,

мм

1

б

9,3

85

65,5

87;

95

2

б

13

95

69

104

3

б

15,5

105

74

115

4

б

20

120

80

130

Н а

рис. 47,6

показаны

сборные матрицы

для

указанных

конт­

рольных диаметров

образцов,

к а ж д а я

для

случая

вытяжки

без

с к л а д к о д е р ж а т е л я

с верхним

кольцом,

имеющим

индекс

«б»—•

двухконусный профиль, и для

случая вытяжки со

с к л а д к о д е р ж а -

телем

— одноконусный профиль. П а р а м е т р ы

матриц

соответст­

вуют

данным табл . 17 й

18. Таким

образом,

из восьми колец

можно составить восемь

матриц с

рациональными

рабочими

является картина поведения листа при в ы т я ж к е

со

значитель­

ным двухосным растяжением .

Некоторые результаты экспериментальной проверки изло­

женного метода приведены в табл . 19.

Здесь

д л я

сравнения

представлены относительные зазоры — ,

по

величине

равные

условным (номинальным)

коэффициентам

утонения (mSl),

и ко­

эффициенты утонения /л.,к , учитывающие

максимальное

(рас­

четное) утолщение к р а я

заготовки. Здесь

ж е

приведены

значе­

формуле

(75")

без учета анизотропии

м а т е р и а л а

на

основе

экспериментально ууполученных значений

критической

ОТНОСИ-

тельной

глубины

— — .

di

Наличие в таблице значений истинных коэффициентов уто­

нения, меньших,

чем предельные, и не вызвавших

разрыва об­

четного в меньшую сторону под влиянием различных

неучтенных

факторов

(анизотропия, изгиб, трение

и т. п.), а

т а к ж е тем,

что утонение самой кромки

заготовки

происходит

при умень­

ш а ю щ е м с я

объеме материала

в зоне / /

и к разрыву

обычно не

приводит.

н

с:

Степень де­

та

ё

S

И

формации

сС

н

5

Я

О

5

3

ЁГ

3

• Н и°

3

>,

Материалы н

н

о

ш

К

и

размеры образцов

£

«

Й

К

!*s S-

о

I

§

Я

=:

5

1

s

s

СО

• § •

к

ь -

я

m л:

О

и

1

5

е-

*£

С ь

S

Латунь Л63

0,54

0,92

0,676

50

63

6 750

D 0

= 90 мм

0,54

0,81

0,595

56

68

8 350

0,54

0,77

0,565

58

69

9 350

s0

=

1,63 мм

0,544

0,61

0,45

67

75

10 900

0,55

0,43

0,32

76

82

11 350

(разрыв

0,55

0,37

79

стенки)

0,36

10 000

(отрыв дна)

Алюминии А1

0,615

0,74

0,58

55

64

1400

D 0

=

80 мм

0,618

0,63

0,485

61

70

1610

0,618

0,585

0,46

64

72

1650

s0

=

0,94 мм

0,620

0,420

0,33

74

79

1900

0,620

0,42

0,33

74

79,5

1510

(разрыв

0,36

стенки)

Алюминий А1

0,548

0,74

0,550

59

70

1610

0,55

0,63

0,466

65

74

1700

D 0

= 90 мм

0,55

0,585

0,434

69

76

1800

0,55

0,48

0,356

74

80

1920

s0

— 0,94 мм

0,55

0,42

0,31

77

83

1450

(разрыв

0,366

стенки)

На

рис. 48 дл я сопоставления

приведены экспериментальные

д а н н ы е

различных

исследователей о

связи коэффициентов

д е ф о р м а ц и и тй и

mSl

между

собой.

Результаты экспери­

таниях

заготовок из стали ( ф р = 0,2), удовлетворительно согла­

суются

с теоретической кривой т ^ 1 П О Е Д — / (/ n ( /i)> построенной

0,7\

Рис.

48. Расчетные и

эксперименталь­

1

ные

зависимости

между коэффициен­

0,6

1

том

вытяжки

и коэффициентом

уто­

нения:

1 — по

данным

работы [1]; 2 —по опытам

автора

с непредельными

значениями

(О — вытяжка

без разрушения;

X — раз­

0,5

рыв

стенки);

3 — по данным работы

[51];

4. а — по данным работы

Б. Н. Любарско­

о———

го, для

о=20" и а=15°: 6— теоретическая —

по формуле (45);

материал — ннзкоуглеро-

днстая

сталь: Ч'

=0.2

1,1

Ц9

0,7

0,5

по

формуле

(46),

что

свидетельствует

о достоверности

резуль ­

татов, полученных

при новом методе испытаний.

5. ОБОБЩЕННАЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ

МЕТОДОВ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

СИСТЕМ ГЛУБОКОЙ

ВЫТЯЖКИ

Теоретический

анализ

и

экспериментальные

исследования

различных

процессов

глубокой

в ы т я ж к и позволяют помимо

основных

понятий — процесс

деформации,

схема

д е ф о р м а ц и и ,

метод (способ) вытяжки, переход (операция),

ввести

новое

понятие — технологическая

система.

Методы в ы т я ж к и можно рассматривать как технологические

системы,

представляющие

собой последовательное

сочетание

отдельных элементов-операций.

Если условно

обозначить элементы-операции, соответствую­

щие

трем

основным процессам

вытяжки, следующими

буквами:

В — в ы т я ж к а

(без

утонения),

П — протяжка, К — комбиниро ­

ставить к а к систему, состоящую из элементов В:

В—В—В—В...

Например, технологический процесс изготовления трубок —

заготовок д л я

сильфонов [4] является

системой

из элементов В'

и Я (всего 12

элементов - операций):

В—В—В—В—В—Я—Я—

—П—П—П—П—П.

логии глубокой

в ы т я ж к и .

Н а

основе

указанных на рис. 3 процессов деформации

вы­

т я ж к и

и соответствующих

им методов

в ы т я ж к и

р а з р а б о т а н а

о б щ а я классификация технологических систем

глубокой

вы­

тяжки,

представленная на

рис. 49 в виде

структурной таблицы .

В этой классификации

технологические системы охватывают

все возможные

сочетания

процессов вытяжки на

первой и

вто-

чения рабочих коэффициентов

вытяжки

( m j 1

= 0,44)

на

первой

операции

и

минимальные

значения

расчетных коэффициентов

утонения.

Д а н н ы е ,

приведенные в

таблице,

показывают,

что

эти системы

могут

обеспечить

относительную

глубину

вытяжки

в диапазоне

= 0,2-4-13,5

и

отношение

толщины

дна

к

тол­

щине стенки

/ С т = 1 ч - 6 .

Явное

преимущество по основному показателю

(На),

харак­

имеют

системы

с элементом комбинированной вытяжки (Ki,

Кг,

В[, Вг).

Если

необходимо получить более глубокие детали,

то

операции аналогичны второму элементу (например,

Ki—Кг—Кг},

и сложные сочетания, когда последующие элементы

отличаются

от второго

(Ki—Кг—Вг) •

В частности, по технологической системе 17 с добавлением

третьего

элемента — операции Кг—В2—В2

можно

получить

# й ~ 4 0 т 1 р и /Ст = 3.

Т а б л и ц а

20

Достижимые значения

относительной

глубины

и степени деформации

в

различных

технологических

системах

Первая

операция

Вторая

операция

Шифр

по пор.

системы

1

4-

4

4~

5: | -а

я"

1

В—В

0,44

1,0

56

1 08

0,75

1

25

2,05

1

67

2

В—Пг

0,44

1,0

56

1 08

1,0

0,6

40

1,73

0,6

73,5

3

В—П.

0,44

1,0

56

i

08

1

0,36

64

2,9

0,36

84

4

В—Кг

0,44

1,0

56

1 08

0,75

0,7

47,5

2,9

0,7

77

5

В—Кг

0,44

1,0

56

1 08

0,75

0,42

68,5

4,8

0,42

86

6

К\—к»

0,44

0,6

73,6

1 75

0,75

0,70

47,5

4,8

0,42

86

7

0,44 0,6

73,6

1 75

0,75

0,42

69,5

8,1

0,25

92

8

0,44

0,6

73,6

1 75

1,0

0,6

40

2,9

0,36

84

9

/С, - Я . ,

0,44

0,6

73,6

1 75

1,0

0,36

64

4,8

0,22

90,5

10

K i - B i "

0,44

0,6

73,6

1 75

0,55

1,0

45

7,6

0,60

85,5

11

Ki-B,

0,44

0,6

73,6

1 75

0,55

0,6

67

12,7

0,36

91,3

12

Ko—Ki

0,44

0,42

81,5

2

5

0,75

1,1

25

4,5

0,42

86

13

Kl-K-i

0,44

0,42

81,5

2

5

0,75

0,66

50,5

7,4

0,28

91

14

К,—Пх

0,44

0,42

81,5

2

5

1,0

0,60

40

4,2

0,25

89

15

/Со—я.

0,44

0,42

81,5

2

5

1,0

0,36

64

7,0

0,15

93,4

16

/Сз - Bi

0,44

0,42

81,5

2

5

0,55

1,3

45

10,6

0,42

90

17

/С2 —Вз

0,44

0,42

81,5

2

5

0,55

0,78

57

13,5

0,33

92

18

0,9

0,5

55

0

12

0,9

0,6

46

0,44

0,30

75,6

19

Лг—По

0,9

0,5

55

0

12

0,9

0,36

67,5

0,73

0,18

85,4

20

лг-к>

0,9

0,5

55

0

12

0,75

0,92

31

0,65

0,46

69

21

0,9

0,5

55

0

12

0,75

0,55

59

1,1

0,27

81,5

22

0,9

0,5

55

0

12

0,6

1,0

40

1,2

0,5

73

23

П^—В,

0,9

0,5

55

0

12

0,6

0,6

64

2,0

0,30

84

24

я , — я ,

0,9

0,4

64

0

15

0,9

0,6

46

0,55

0,24

80,5

25

Я „ — я .

0,9

0,4

64

0

15

0,9

0,36

67,5

0,92

0,15

88,5

26

п\—к\

0,9

0,4

64

0

15

0,75

1,1

25

0,75

0,4

73

27

П,-Кг

0,9

0,4

64

0

15

0,75

0,66

50

1,25

0,26

82

28

П»—Вх

0,9

0,4

64

0

15

0,6

1,0

40

1,50

0,4

78,4

29

п1—в.

0,9

0,4

64

0

15

0,6

0,6

64

2,5

0,24

87

большой глубины за минимальное число операций. Эти системы

целесообразно применять, когда необходимо получить большой

перепад между толщиной стенки и толщиной дна при неболь­

шой глубине. При этом заготовка д о л ж н а иметь большую

ис­

ходную толщину при небольшом превышении ее диаметра

на д

диаметром готового

изделия.

Д о с т и ж и м ы е значения относительной

глубины вытяжки свя-

' заны с потребным

числом переходов

деформации по пери-

метру па и по толщине ns следующей приближенной

зависи­

мостью:

0,25

— 1

(76)

Результаты расчетов по этой формуле применительно к обыч­

ному (mdl

= 0,44;

md.

— 0,75)

и н о в о м у ( m d l = 0,44; md

=

0,55)

методам

комбинированной вытяжки представлены в виде номо­

г р а м м ы

(рис. 50). Н о м о г р а м м а

имеет ш к а л ы суммарного

коэф­

фициента

утонения

tns,

степени

тонкостенное™ Ку и две

шкалы

1,0 0,9 0,8

0,7

0,6

0,5

0fi50,1

0,35 0,3

0,25

0,1

0,15

0,1ms

1,0 1,11 1,251,45

1,57

2,0

2,5

3,53

5,0

10КТ

мальной

глубине

изделия:

'—'<Ц2)'-

2 -системы

К 1(2) — f 1 (2) '• 3 — К\(2) — К\ (2) — К$ \

4 ~Л 1(2)— в 1(2)! 5

—1<Ц2)~

^1(2) —Кг-Кц

6 — К ц 2 ) — В\(2)

—

~ Вц2)'<

7 —

^1(2)

~

В\ (2) ~ Вц2)~В] (2) •

Продолжение линий

(штриховые)

соответствует

добавлению к

основной системе

до­

полнительного элемента типа /71(2)

Г л а в а

V. ОБЩАЯ МЕТОДИКА

ПОСТРОЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА КОМБИНИРОВАННОЙ

ВЫТЯЖКИ

/. О ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

КОНСТРУКЦИИ

полых

ДЕТАЛЕЙ

Д е т а л ь ,

предназначенная для

изготовления

методом комби ­

нированной

вытяжки,

д о л ж н а

удовлетворять

возможностям

и особенностям этой технологии,

т. е. быть

технологичной. Под

элементов конструкции детали, которое обеспечивает

наиболее

экономичное

ее изготовление

и высокое

качество.

К а к

отмечалось,

комбинированная в ы т я ж к а обеспечивает

такую

ж е высокую

точность по диаметру и толщине, как и про­

т я ж к а .

Она

на 2—3

класса выше, чем точность в ы т я ж к и

без

уто ­

нения.

Поскольку стенка, утоненная при

комбинированной

вы­

т я ж к е

по всей длине образующей детали, имеет более

высокое

качество, жесткость

и прочность, чем при вытяжке, то во мно­

гих случаях

можно

предусматривать у полых изделий стенку

более

тонкую, чем

толщина

исходного листа. Это способствует

несколько

уменьшается

(растягивается) .

Наиболее

удачной, с

точки

зрения

технологичности, следует

считать деталь, в чертеже которой конструктором

з а д а н а

тол­

щина

исходного листа

(дна), а выбор толщины стенки предо­

ставлен

технологу. Это

позволяет создать наиболее экономич­

ный

вариант

технологического

процесса

как по

количеству

переходов

вытяжки, так

и по

расходу

материала .

Если

ж е

в чертеже толщина стенки

и

исходного

листа

ука­